專利名稱：用于根據(jù)設(shè)備位置控制風(fēng)扇的方法和實現(xiàn)該過程的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)設(shè)備的水平或垂直位置對風(fēng)扇進(jìn)行控制 的方法。本發(fā)明還涉及一種實現(xiàn)該方法的設(shè)備。
背景技術(shù)：
電子設(shè)備在正常操作期間消耗大量能量。這種能量將轉(zhuǎn)換成聚集 在通常密封的設(shè)備內(nèi)的熱量。隨著集成電路的聚集，現(xiàn)代設(shè)備的電子 器件同老式設(shè)備相比每表面單位釋放更多熱量。這種聚集導(dǎo)致溫度上 升，最終會對集成電路和諸如中央處理器或硬盤等其他敏感元件的可 靠性不利。為了解決該問題，使用從外部吹送冷空氣以使內(nèi)部變冷的一個或多個風(fēng)扇，在電子設(shè)備中實現(xiàn)冷卻系統(tǒng)(cooling system)。將 硬盤集成到電視解碼器中從而實現(xiàn)了PVR (個人錄像機(jī))的功能，這大大增加了有源電路組所釋放的熱量。例如，在市場上常見具有平均 功耗在40W級別的雙接收(dual reception)高清PVR產(chǎn)品。如果沒有排散熱量，則該熱量會引起電子組件的加速老化，這會 導(dǎo)致不可逆的惡化。為了避免該問題，制造者在設(shè)備箱中切出空氣入 口 (inlet)以實現(xiàn)對熱空氣的排散。使風(fēng)扇位于空氣入口的前方，以 加速與外部的交換并允許正確的內(nèi)部冷卻。但是全速地使用通風(fēng)設(shè)備 有很大噪音。如果該設(shè)備是例如可位于臥室中的電視解碼器，在這種 情況下，該設(shè)備必須不打擾用戶睡眠。通常認(rèn)可的最大閾值是25分貝。 根據(jù)聲壓方法來實現(xiàn)該測量，即，使用位于離解碼器前面板l米處的麥 克風(fēng)來實現(xiàn)該測量。為了降低聲級，風(fēng)扇的伺服系統(tǒng)有規(guī)律地檢查速度，并根據(jù)將要 得到的指示來調(diào)衡該速度。溫度傳感器位于通常較熱的設(shè)備區(qū)域中。 只要剛達(dá)到或超過溫度閾值，風(fēng)扇的速度就同溫度閾值與傳感器所測 量的值之間的差值成比例地增大。在接通設(shè)備期間，以低速開啟風(fēng)扇，并且只要在設(shè)備內(nèi)溫度剛超過50。C，風(fēng)扇的速度就增大。如果超過了 特定轉(zhuǎn)速，設(shè)備就會變得噪音很大。為了控制設(shè)備的操作，風(fēng)扇配備 有測轉(zhuǎn)速(tachymetric)傳感器，該測轉(zhuǎn)速傳感器根據(jù)槳葉的實際速 度來傳送信號。風(fēng)扇的控制單元對來自測轉(zhuǎn)速傳感器的信號進(jìn)行分析 并確保對風(fēng)扇速度的調(diào)節(jié)。通過PDI (P代表成比例的，D代表微分的， I代表積分的)類型的自動控制來執(zhí)行調(diào)節(jié)。該高效自動控制通過以下 方式來實現(xiàn)對速度的精確調(diào)節(jié)根據(jù)從由測轉(zhuǎn)速傳感器所測量的值計 算出的指示，來調(diào)整供給風(fēng)扇的命令。電子組件經(jīng)受著承受過多熱量的困難，設(shè)計者面臨著以下進(jìn)退兩 難的問題到底是特別使噪音不存在并冒著組件過熱的風(fēng)險，還是對 設(shè)備內(nèi)部盡可能好地進(jìn)行通風(fēng)但會使設(shè)備有很大噪音。本發(fā)明至少在 特定情況下解決了該進(jìn)退兩難問題。近來，電子設(shè)備的設(shè)計者已發(fā)現(xiàn)，通過垂直放置設(shè)備，空氣入口 在結(jié)構(gòu)的頂部和底部的存在使設(shè)備內(nèi)自然對流的等級得以提高，如同 壁爐中的火一樣。該壁爐效應(yīng)大大改進(jìn)了設(shè)備自然冷卻。本發(fā)明考慮 到該對流現(xiàn)象并利用該對流現(xiàn)象來使設(shè)備產(chǎn)生的噪音達(dá)到最小。文獻(xiàn)US 2007/296408 - LIAO TS-HSINE描述了 一種使用電子傳感器控制溫度的系統(tǒng)和一種用于控制多個風(fēng)扇的系統(tǒng)。傳感器遍布在印 制電路上，從而提供了所耗散的熱量的圖。將每個值同與傳感器所處 區(qū)域相關(guān)聯(lián)的閾值進(jìn)行比較，如果超過閾值，則啟用一個或多個風(fēng)扇 (以冷卻所考慮的區(qū)域)。文獻(xiàn)US 2006/155424 - KATOH TAKAYUKI描述了一種針對移動 PC的空氣冷卻機(jī)制。風(fēng)扇用于對內(nèi)部進(jìn)行冷卻。加速計檢測PC的位移， 該位移改變該PC的操作狀態(tài)。在該新操作狀態(tài)下，處理器執(zhí)行對溫度 的測量，并可能改變風(fēng)扇速度或PC的內(nèi)部時鐘。文獻(xiàn)US 6 542 846 - MILLER描述了對包括電池的設(shè)備的溫度調(diào) 節(jié)。 一些傳感器測量電池所釋放的熱量，并根據(jù)該測量來確定是否有 必要改變冷卻風(fēng)扇控制?？梢允褂枚鄠€風(fēng)扇來冷卻具體區(qū)域。所有這些文獻(xiàn)均涉及基于溫度傳感器的速度調(diào)節(jié)，并且涉及不管 這些文獻(xiàn)中所描述的設(shè)備位置如何而對風(fēng)扇的激活。因此，盡管可能不必要，但這些設(shè)備在上電時噪音很大。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一是提供一種用于對電子設(shè)備所配備的風(fēng)扇的 操作進(jìn)行控制的方法，其特征在于所述方法包括確定電子設(shè)備的垂 直或水平位置的步驟，其中，當(dāng)設(shè)備處于水平位置時，在所述設(shè)備上 電期間不開啟風(fēng)扇。在這種方式下，如果設(shè)備在上電期間檢測到其處于垂直位置，則 該位置可能足以確保正確通風(fēng)，而無需開啟風(fēng)扇。根據(jù)第一改進(jìn)方式，在設(shè)備中執(zhí)行對內(nèi)部溫度的測量。無論所述 設(shè)備的位置如何，都根據(jù)所確定的溫度來開啟風(fēng)扇。在這種方式下， 在例如通風(fēng)空氣入口阻塞后，不存在所述設(shè)備損壞的風(fēng)險。根據(jù)另一改進(jìn)方式，傳送光和/或聲信號以指示開啟了風(fēng)扇而且設(shè) 備處于垂直位置。在這種方式下，向用戶通知由于溫度的過度升高而 引起的、所述設(shè)備的故障。本發(fā)明的另一目的是提供一種設(shè)備，配備有電子電路和用于所述 設(shè)備內(nèi)部冷卻的風(fēng)扇，所述設(shè)備能夠處于水平或垂直位置；其特征在 于所述設(shè)備包括確定設(shè)備位置的檢測器；以及控制裝置，當(dāng)所述設(shè) 備處于垂直位置時，在所述設(shè)備上電期間，所述控制裝置禁止風(fēng)扇啟 動。根據(jù)一個改進(jìn)方式，風(fēng)扇被置于處于垂直位置的設(shè)備的底部的側(cè) 面上，并將外部空氣吹送到所述設(shè)備中。在這種方式下，由空氣流產(chǎn) 生的最大噪音位于所述設(shè)備內(nèi)部而不是所述設(shè)備外部。根據(jù)另一改進(jìn) 方式，當(dāng)所述設(shè)備處于垂直位置時，耗散最多熱量的電路被布置為靠 近風(fēng)扇的下部空氣入口。在這種方式下，更高效地冷卻電路。


通過參照附圖而作出的對被視作非限制性示例的以下實施例的 描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將變得顯而易見，在附圖中--圖l示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的電子設(shè)備的一部分；-圖2示出了根據(jù)優(yōu)選實施例的伺服系統(tǒng)；-圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的方法的主要步驟的流程圖；-圖4示出了處于垂直位置(圖4a)和水平位置(圖4b)的電子設(shè)備，其中，風(fēng)扇在該電子設(shè)備處于水平位置的情況下運行。
具體實施方式
圖l描述了諸如電視解碼器之類的電子設(shè)備的一部分。該設(shè)備包括印制電路l，在印制電路1上布置了電子電路2。硬盤3實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的 記錄，特別是過長視聽作品的記錄。電路2和硬盤3消耗大量功率并散 發(fā)熱量，例如，對于耗散17瓦特的電視解碼器而言，其中央處理器本 身釋放接近3瓦特的熱量等級。因此，在圖l中以灰色進(jìn)行標(biāo)記的、解 碼器的特定區(qū)域比其他區(qū)域更熱。位于這些熱區(qū)域中的一個之內(nèi)(優(yōu) 選地靠近產(chǎn)生最多熱量的電路)的溫度傳感器4提供了與溫度成比例的 電壓。風(fēng)扇5從外部提供冷空氣，并經(jīng)由在設(shè)備的左側(cè)面上實現(xiàn)的開口 將冷空氣傳送至解碼器腔(cavity)。解碼器箱中切出的多個空氣入口6 允許作為來自下側(cè)面、右側(cè)面和頂部的熱空氣的出口。圖l中示出的彎 曲箭頭示出了空氣流的路徑?？諝馊肟诘臄?shù)目、位置和大小是良好通 風(fēng)的重要要素，這些參數(shù)是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。設(shè)備位置檢測器8 位于解碼器印制電路上。當(dāng)設(shè)備被置于平坦表面上時，四個腳9位于設(shè) 備下面，并且，四個其他腳9位于設(shè)備左側(cè)面上。當(dāng)解碼器處于垂直位置時，風(fēng)扇的位置優(yōu)選地由下側(cè)面上的空氣 入口決定。實際上，噪音主要在風(fēng)扇空氣入口級處產(chǎn)生，在該處空氣 流變窄。該噪音與由風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音疊加，最大聲級是在解碼器內(nèi)部 而不是外部測量到的。此外，在垂直位置情況下，位于解碼器下方的 稀薄空氣空間使聲音變?nèi)酰绻L(fēng)扇位于解碼器的頂部的話，聲音 會更弱。必須注意的是，腳9的高度確保了足夠的空氣進(jìn)氣口，并不會 阻擋通風(fēng)入口。圖2示出了根據(jù)優(yōu)選實施例的風(fēng)扇控制系統(tǒng)。溫度傳感器4、風(fēng)扇 5和位置檢測器8連接至管理單元7。該管理單元可以是專用于風(fēng)扇控制 的微控制器。管理單元7還可以是解碼器中央處理器的一部分。不管其特性如何，管理單元7至少具有用于從溫度傳感器4接收信號的模擬 輸入，以及從檢測器8和測轉(zhuǎn)速傳感器接收數(shù)字信號的兩個數(shù)字輸入(被稱作"轉(zhuǎn)速(Tachy)"的這些數(shù)字信號代表風(fēng)扇速度)。管理單元 7配備有用于控制風(fēng)扇5的控制輸出。根據(jù)由傳感器4實現(xiàn)的測量、轉(zhuǎn)速 信號和由位置檢測器8提供的信息，微控制器7觸發(fā)或不觸發(fā)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn) 并確定其設(shè)置速度，以創(chuàng)建足以將解碼器的內(nèi)部保持在標(biāo)稱溫度以下 的冷空氣流。在該實施例中，風(fēng)扇由直接控制風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)速度的模擬信號來控 制。測量已表明了分貝數(shù)與給定速度之間的相關(guān)性，因此將控制值應(yīng) 用于風(fēng)扇。這意味著僅在需要時才使用風(fēng)扇，并以最低可能速度使用 風(fēng)扇。位置檢測器8確定解碼器是被置于垂直位置還是被置于水平位 置。根據(jù)簡單的實施例，檢測器是舌簧式繼電器(REED type relay), 由在具有兩個電極的玻璃管中移動的汞滴構(gòu)成。如果平放該管，則在 這兩個電極之間可以建立電接觸，如果該管處于垂直位置，則不存在 電接觸。作為變型，可以使用被置于解碼器下方的簡單低壓按鈕，解 碼器的重量足以閉合電接觸。當(dāng)解碼器處于垂直位置時，電接觸斷開。在已詳述了組成該設(shè)備和該風(fēng)扇控制系統(tǒng)的不同元件之后，現(xiàn)在 示出這些元件是如何協(xié)作的。圖3的流程圖描述了該方法的主要步驟和 目的。在步驟3.1中，開啟解碼器。在上電開始時，管理單元7對來自位 置檢測器8的信號進(jìn)行分析，以便確定解碼器是處于垂直位置還是水平 位置(步驟3.2)。如果設(shè)備處于水平位置，則管理單元以最低速度開 啟風(fēng)扇，這是考慮到在任何情況下，這對于正確操作來說都是必要的 (步驟3.3)。如果檢測到設(shè)備處于垂直位置，則毫無疑問不必開啟風(fēng) 扇，這是由于壁爐效應(yīng)確保了下部空氣入口與上部空氣入口之間的最 小空氣流。在步驟3.4中，管理單元對由溫度傳感器4提供的溫度進(jìn)行 分析。在步驟3.5中，將測量到的溫度與最大溫度閾值進(jìn)行比較。該溫 度依賴于耗散最多熱量的組件(通常是中央處理器)的特征。如果測 量到的溫度低于閾值，則在不改變風(fēng)扇命令的情況下，管理程序在步驟3.4處循環(huán)。然而，如果測量到的溫度高于閾值，則管理單元對至少 依賴于測量到的溫度的風(fēng)扇命令值進(jìn)行計算(步驟3.6)。在步驟3.7中， 將計算出的命令值應(yīng)用于風(fēng)扇，從而確保了對組件的高效冷卻。即使解碼器處于垂直位置也測量溫度的事實提供了對正確操作 的額外保證。的確，如果位于風(fēng)扇空氣入口級處的網(wǎng)格被物體或灰塵 擋住，那么即使解碼器處于垂直位置也必須開啟風(fēng)扇。圖4a示出了處于垂直位置的解碼器，而圖4b示出了處于水平位置 的解碼器。在垂直位置的情況下，由虛箭頭所示的空氣流示出了空氣 通過下部空氣入口和中間空氣入口進(jìn)入，并且大多數(shù)通過上部空氣入 口排出，在風(fēng)扇沒有操作的情況下速率是足夠的。在水平位置的情況 下(圖4b)，不再有"壁爐"效應(yīng)，風(fēng)扇5將冷空氣從外部送進(jìn)解碼器 腔中。通過不同空氣入口6輸入的冷空氣使解碼器的內(nèi)部冷卻。在數(shù)字電視解碼器上已經(jīng)執(zhí)行了一些測試，該數(shù)字電視解碼器具 有平行管道(pamlld-piped)形式，尺寸為29.5厘米長，18厘米寬，5 厘米深，包含印制電路，其中該印制電路的電子電路耗散17瓦特。風(fēng) 扇尺寸為4厘米長，4厘米寬，2厘米深。傳感器在印制電路上以及在解 碼器中央處理器上執(zhí)行的測量如下測量條件內(nèi)部測量到的 rC.U.測量到的T解碼器處于水平位置， 風(fēng)扇關(guān)閉58°C105oC解碼器處于水平位置， 風(fēng)扇速度2000 rpm53°C98°C解碼器處于水平位置， 風(fēng)扇速度4000 rpm42°C卯。C解碼器處于垂直位置， 風(fēng)扇關(guān)閉54°C91°C所執(zhí)行的測量示出了垂直安裝的解碼器的溫度非常接近于具有 以低速操作的風(fēng)扇的、水平安裝的解碼器的溫度。制造者通常確保在電路上測量到低于100。C的電路正確操作。在本情況下，當(dāng)解碼器處9于垂直位置且風(fēng)扇關(guān)閉時，不會達(dá)到該溫度。如果傳感器測量到溫度大于54。C，則無論位置如何都開啟風(fēng)扇。根據(jù)一個改進(jìn)方式，諸如LED二極管之類的、置于解碼器前面板 上的光指示器由管理單元7控制。當(dāng)指示燈亮?xí)r，指示燈指示溫度故障。 當(dāng)設(shè)備檢測到解碼器處于垂直位置并且解碼器內(nèi)測量到的溫度超過最 大溫度閾值時，該故障出現(xiàn)。好在有該指示，用戶被通知到空氣入口6 不再操作。被由此通知后，用戶可以檢查空氣入口沒有被物體擋住， 或僅被堆積的灰塵擋住。還可以通過鏈接至解碼器的屏幕上的視覺消 息，和/或通過由解碼器合成的聲音消息，來執(zhí)行對該故障的指示。根據(jù)另一改進(jìn)方式，當(dāng)解碼器處于垂直位置時，耗散最多熱量的 組件位于印制電路的底部。的確，解碼器的該部分最靠近從"壁爐" 效應(yīng)受益最大的冷空氣進(jìn)氣口，這更好地實現(xiàn)了對電路的冷卻。在解 碼器長度為29.5厘米的示例中，電路應(yīng)當(dāng)被置于離下部空氣入口最多6 厘米處，即，側(cè)面長度的至少六分之一。在不脫離所要求的本發(fā)明應(yīng)用范圍的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以將本發(fā)明適配到許多其他具體形式中。因此，本發(fā)明的實施例必須 被視作示例，但可以在所附權(quán)利要求的范圍所限定的范圍內(nèi)對這些實 施例進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1、一種用于對電子設(shè)備所配備的風(fēng)扇(5)的操作進(jìn)行控制的方法，包括確定電子設(shè)備的垂直或水平位置的步驟(3.2)，當(dāng)檢測到所述設(shè)備處于垂直位置時，風(fēng)扇在所述設(shè)備上電期間不會被開啟。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的控制方法，還包括當(dāng)檢測到所述設(shè)備 處于水平位置時，在所述設(shè)備上電期間以最低速度開啟風(fēng)扇的步驟(3.3)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制方法，還包括測量所述設(shè)備 的內(nèi)部溫度的步驟(3.4、 3.5)，無論所述設(shè)備的位置如何，風(fēng)扇都是 根據(jù)所確定的溫度來開啟的。
4、 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制方法，還包括傳送光和/或聲信號以指示開啟了風(fēng)扇而且檢測到所述設(shè)備處于垂直位置 的步驟。
5、 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制方法，其中，所述確定步驟包括當(dāng)設(shè)備重量的一部分壓在開關(guān)上時，測量所述開關(guān)的狀態(tài)。
6、 一種設(shè)備，配備有電子電路和用于所述設(shè)備內(nèi)部冷卻的風(fēng)扇 (5)，所述設(shè)備能夠處于水平或垂直位置；所述設(shè)備包括用于確定設(shè)備位置的檢測器(8);以及控制裝置，當(dāng)檢測到所述設(shè)備處于垂直位置時，在所述設(shè)備上電期間，所述控制裝置禁止風(fēng)扇啟動。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，當(dāng)檢測到所述設(shè)備處于水平位置時，在上電期間，所述控制裝置以最低速度開啟風(fēng)扇。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備配備有用于 測量所述設(shè)備的內(nèi)部溫度的裝置(4)，無論所述設(shè)備的位置如何，在 達(dá)到所確定的溫度時，風(fēng)扇都會被開啟。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的設(shè)備，還包括在開啟了風(fēng)扇而且所述設(shè)備處于垂直位置時傳送用戶能感知到的信號的裝置。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項所述的設(shè)備，其中，檢測器(8)是開關(guān)，其中，當(dāng)設(shè)備重量的一部分壓在所述開關(guān)上時，所述開關(guān)的狀態(tài)改變。
11、 根據(jù)權(quán)利要求6至10中任一項所述的設(shè)備，其中，風(fēng)扇位于 處于垂直位置的設(shè)備的底部的側(cè)面上，并將外部空氣吹送到所述設(shè)備 中。
12、 根據(jù)權(quán)利要求6至11中任一項所述的設(shè)備，其中，當(dāng)所述設(shè) 備處于垂直位置時，耗散最多熱量的電路靠近風(fēng)扇的下部空氣入口。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于根據(jù)設(shè)備位置控制風(fēng)扇的方法和實現(xiàn)該過程的設(shè)備。本發(fā)明涉及一種用于對電子設(shè)備所配備的風(fēng)扇的操作進(jìn)行控制的方法。確定步驟檢測電子設(shè)備的垂直或水平位置。當(dāng)設(shè)備處于垂直位置時，在設(shè)備上電期間不啟動風(fēng)扇。處于垂直位置的設(shè)備中由“壁爐”效應(yīng)產(chǎn)生的空氣流足以確保正確的通風(fēng)。根據(jù)一個改進(jìn)方式，該設(shè)備具有測量該設(shè)備的內(nèi)部溫度的傳感器，無論該設(shè)備的位置如何，風(fēng)扇都是根據(jù)所確定的溫度來啟動的。本發(fā)明還涉及一種實現(xiàn)該方法的設(shè)備。
文檔編號G05D23/19GK101615041SQ200910149699
公開日2009年12月30日 申請日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月23日
發(fā)明者安東尼·奧班, 格扎維?！ぜ獤|, 莫里斯·弗里奇 申請人:湯姆森許可貿(mào)易公司